Additive Fertigung

Rapid Prototyping hat sich zu einer Technologie entwickelt, die heute als additive Fertigung bezeichnet wird und in der gesamten Branche für die schnelle Herstellung von nutzbaren Teilen aus einer Vielzahl von Materialien eingesetzt wird.

Was ist additive Fertigung?

Additive Fertigung bezieht sich auf das schichtweise Hinzufügen von Material mithilfe datengesteuerter Automatisierung, um ein Produkt zu formen. Dies ist das Gegenteil der maschinellen Bearbeitung, bei der Material abgetragen wird, um ein Produkt zu formen. Die additive Fertigung wird manchmal auch als 3D-Druck bezeichnet, wird aber oft speziell mit der industriellen Großproduktion in Verbindung gebracht. Die industrielle additive Fertigung erfordert einen integrierten und digitalen Workflow, der bei der Konstruktion und Simulation beginnt und bis in die Produktion reicht. Die additive Fertigung hat einen revolutionären Einfluss auf die Fertigung, indem sie die Herstellung immer komplexerer Konstruktionen ermöglicht, Materialverschwendung reduziert und die Fertigung beschleunigt.

Software ist der Grundstein für die additive Fertigung

Siemens NX bietet alle Funktionen, die Sie benötigen, um Konstruktionen für die additive Fertigung im industriellen Maßstab zu erstellen und zu produzieren. NX nutzt innovative Technologien wie konvergente Modellierung, Topologieoptimierung und integrierte Build-Prozessoren, um die einfache Konstruktion, Simulation und Produktion von additiv gefertigten Teilen zu fördern. Die Entwicklung des 3D-Drucks ist über das Rapid Prototyping hinausgegangen und wird zu einem Mainstream-Fertigungsverfahren, das von Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Medizintechnik bis hin zu Energie und Automobil eingesetzt wird. Siemens gibt mit seiner Software, die den additiven Fertigungsprozess der Konstruktion über die Auftragserteilung bis zum Druck steuert, den Weg vor.

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Die Vorteile der additiven Fertigung verstehen

Kürzere Markteinführungszeit

Beschleunigen Sie die Markteinführung von Produkten in Rekordzeit aufgrund der Schnelligkeit der additiven Fertigung.

Keine Werkzeugbestückung

Reduzieren Sie den Bedarf an teuren Werkzeugen im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden wie Spritzguss oder Guss.

Fertigung von Losgrößen 1

Stellen Sie kundenspezifische Teile her, da die Kosten nicht steigen, wenn die Losgröße sinkt.

Additive Fertigungstechnologien und -prozesse

Die additive Fertigung kann auf verschiedenen Techniken wie Binder Jetting und Laminated Object Manufacturing basieren, am häufigsten werden jedoch die folgenden Technologien für den 3D-Druck verwendet.

Materialextrusion (FDM, FFF)

Bei diesem Verfahren werden eine Materialspule (in der Regel auf Polymerbasis) und ein beheizter Abscheidungskopf verwendet. Der Kopf schmilzt das Filament, um das Material in einem langen Strom zu extrudieren. FDM ist die Technologie, die in den meisten kostengünstigen Desktop-Druckern verwendet wird, da die Teile erschwinglich sind und die Materialien in Filament-/Spulenform leicht verfügbar sind. Die Software für mehrachsiges FDM wurde von Siemens und unseren Partnern in unseren NX-Lösungen entwickelt. Unsere Lösung wurde über mehrere Generationen hinweg getestet und verbessert und ist die robusteste Plattform für diese Art von Operationen.

Stereolithographie (SLA)

Die Stereolithografie ist eines der ältesten Verfahren der additiven Fertigung (AM) und verwendet flüssige Harze, um 3D-Objekte zu erstellen. In den meisten Fällen werden die Harze mit ultraviolettem Licht ausgehärtet. SLA-Drucker unterscheiden sich etwas von anderen Technologien, da das Teil in -Z-Richtung gedruckt wird. Das bedeutet, dass jede Schicht des gedruckten Teils nach dem Erstarren nach unten in das Harz gedrückt wird, anstatt wie bei den meisten anderen Verfahren nach oben aufgebaut zu werden.

Pulverbettfusion (DMLS, SLS, EBM)

Pulverbettfusion ist ein Begriff, der viele additive Verfahren beschreibt, so auch die additive Fertigung von Metallen. Bei allen handelt es sich um ein Bett aus pulverförmigem Material, das Schicht für Schicht planar verschmolzen wird. Dies geschieht mit mehreren Materialarten, sowohl Kunststoff als auch Metall. Eine Vielzahl von Technologien wird verwendet, um Pulvermaterial zu schmelzen. Die Integration von Siemens NX ermöglicht es Ihnen, notwendige Aufgaben wie die 3D-Verschachtelung von Teilen im Baukasten oder die Konstruktion von Stützstrukturen für den PBF-Druck ohne Datenkonvertierung oder mit externen Softwarepaketen durchzuführen. Dies hat den Vorteil, dass bei Änderungen der Teilegeometrie durch Revisionen diese nachgelagerten Vorgänge automatisch und mit wenig Benutzerinteraktion aktualisiert werden, was eine große Menge an Konstruktions- und Einrichtungszeit einspart.

Binder Jetting

Binder Jetting ist eine Technik für additive Fertigung (AM), bei der Tintenstrahldruckköpfe verwendet werden, um selektiv ein flüssiges Bindemittel auf pulverförmiges Material aufzutragen, um feste 3D-Objekte zu bilden. Da die Pulvermoleküle durch eine adhäsive chemische Reaktion miteinander verbunden werden, anstatt durch aufgebrachte Wärmeenergie zu schmelzen oder zu sintern, unterscheiden sich Binder Jetting-Techniken von Pulverbett-Fusionstechniken.

Material Jetting

Material Jetting ist ein additives Fertigungsverfahren (AM), bei dem Tröpfchen aus flüssigem Harz selektiv über Tintenstrahldruckköpfe abgeschieden und durch ultraviolettes (UV) Licht verfestigt werden, um ein solides 3D-Objekt herzustellen. Material Jetting gilt als eine der präzisesten Methoden der additiven Fertigung. Material Jetting kann in Schichten mit einer Dicke von weniger als 20 Mikrometern drucken und ist dafür bekannt, CAD-Konstruktionen mit feinen Details, hoher Genauigkeit und glatten Oberflächen zu erstellen.